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标题: Matlab串口通信之实现温度采集 [查看完整版帖子] [打印本页]

时间: 2017-6-13 16:42

作者: xzzzj 标题: Matlab串口通信之实现温度采集

在MATLAB中使用串口进行通信是很简单的事情，MATLAB将底层的操作都封装成了函数。直接调用这些函数进行串口通信如果读写文件一样方便。
首先先介绍一下Matlab中的串口通信主要函数，具体函数应用可以查看MATLAB帮助文档，里面有详细的介绍，非常有价值。

1.       obj = serial('port') %创建串口对象
2.       fopen(serial)       %打开串口对象
3.       fread(serial)       %二进制方式读数据
4.       fwrite(serial)    %二进制写数据，程序中没有用到
5.       fclose(serial)    %关闭串口对象
6.       delete(serial)    %删除串口对象

第一步，使用serial函数创建一个串口对象obj。如果要对波特率等通信参数进行设置，可以使用set(serial)函数进行设置，我这里使用默认参数，然后使用fopen函数打开obj。

obj=serial('com8'); %可以通过计算机的设备管理器查看下位机具体端口位置
fopen(obj);

复制代码

第二步，使用disp(obj)函数，可以查看obj的相关属性。

disp(obj)

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显示obj对象属性结果如下：
Serial Port Object : Serial-COM8    %串口对象的名称
Communication Settings             %通信设置
   Port:             COM8                %占用的端口号
   BaudRate:          9600          %通信波特率9600
   Terminator:       'LF'             %终止符为'LF'，也就是回车

Communication State                %通信状态
   Status:          open             %当前为打开状态
   RecordStatus:    off             %记录状态为关闭

Read/Write State                   %读/写状态
   TransferStatus:    idle          %传输状态idle表示没有异步读/写操作正在进行
   BytesAvailable:    234       %缓冲区中数据的字节数
   ValuesReceived:    0          %已经被用户读取的字节数
   ValuesSent:       0             %已经发送的字节数

第三步，读取数据。读取数据可以使用fread(serial),fscanf(serial),fgetl(serial),fgets(serial)等函数。这里使用fread函数读取8个字节的数据。

data=fread(obj,8)' %读出的数据流是列向量，转换成行向量

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data =
84 69 77 80 0 136 84 69

char(data) %将数据转换成字符型，查看内容

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ans =
TEMP ?TE

temperature=0.0625*(data(5)*256+data(6)) %"TEMP"后的两字节内容为温度数据，计算温度，单位：℃。

复制代码
temperature =
8.5000

计算可知，当前温度为8.5℃。

第四步，完成通信操作后，使用fclose(serial)关闭串口，或者使用delete(serial)删除串口对象。

我编写了一个MATLAB程序来采集当前环境温度。图1~2精度为1℃，图3~4精度为0.0625℃（2^-4）
下面分享一下我编写的实时温度采集程序。
通信过程简介
在这个应用中，下位机是一个stc单片机，该单片机连接一个ds18b20温度传感器采集温度（精度可达0.0625℃，测温范围-40~125℃），并将获取的温度数据通过串口不断向外发送。为方便上位机进行数据处理，发送数据的格式为“TEMP**”,**即代表两个字节的温度数据。MATLAB作为上位机，将从串口接收到的数据流进行处理并更新监控窗口（程序中每5秒刷新一次）。

图0，下位机图
温度传感器DS18B20的简介
      %下位机发送的数据格式微 'TEMPHLTEMPHLTEMP...' ,TEMP是我设置的温度标记符号
      %只起到一个定位的作用，H代表温度数据的高8位，L代表温度数据的低8位，以下程序
      %通过查找TEMP标记定位获取H和L。并转换计算出实际的温度。
      %[H L]共同组成温度数据[S S S S S H3 H2 H1 L8 L7 L6 L5 L4 L3 L2 L1]
      %高8位H分别为[S S S S S H3 H2 H1] 前5位S是温度标记,当温度为正时，S为0；
      %当温度为负时，S为1，[H L]是补码形式。
      % 位温度(℃)
      % H3 2^6
      % H2 2^5
      % H1 2^4
      % L8 2^3
      % L7 2^2
      % L6 2^1
      % L5 2^0
      % L4 2^-1
      % L3 2^-2
      % L2 2^-3
      % L1 2^-4

程序运行结果（图）：

图1，测试笔记本排风口温度1（CPU负载太大，温度竟达到70多℃，相当烫手）

图2 测试笔记本排风口温度2

图3，环境温度（高温区为空调房间，低温区是办公室内，苦啊T_T冷死了）

图4，逐渐靠近计算机排风口（从室温10℃左右升至50℃）

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